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基于叶片及冠层叶绿素参数的冬小麦籽粒蛋白质含量预测研究

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光谱学与光谱分析 2014年第7期34卷 1917-1921页

作者：宋晓宇王纪华杨贵军崔贝常红北京农业信息技术研究中心北京100097 北京市农林科学院北京100097 北京农业质量标准与检测技术研究中心北京100097 中国科学院遥感与数字地球研究所北京100094

小麦籽粒蛋白质含量是衡量小麦营养品质的重要指标,实现小麦品质快速的预测预报对于粮食收购部门和加工企业具有重要意义。研究基于作物叶绿素/氮素速测仪SPAD及Multiplex 3,获取冬小麦不同生育期叶片及冠层叶绿素参数,从小麦个体及群... 详细信息

小麦籽粒蛋白质含量是衡量小麦营养品质的重要指标,实现小麦品质快速的预测预报对于粮食收购部门和加工企业具有重要意义。研究基于作物叶绿素/氮素速测仪SPAD及Multiplex 3,获取冬小麦不同生育期叶片及冠层叶绿素参数,从小麦个体及群体参量两方面进行冬小麦收获期籽粒蛋白质含量及蛋白产量的预测研究。试验于2012年4—6月在国家精准农业研究示范基地开展,研究结果表明,冬小麦返青至灌浆初期,小麦冠层氮素密度与籽粒蛋白质含量的相关性优于叶片氮素含量与蛋白质含量的相关性,灌浆中期两者与籽粒蛋白质含量相关性差别不大;小麦叶片SPAD值与叶片氮素含量相关性总体优于其与冠层氮素密度的相关性,而叶绿素荧光参数SFR_G,SFR_R与冠层氮素密度的相关性优于其与叶片氮素含量的相关性;叶片SPAD与籽粒蛋白质含量的相关性在拔节期最弱,在灌浆中期最强,小麦冠层叶绿素荧光参数SFR_G,SFR_R与籽粒蛋白质含量相关性在返青至拔节期不显著,但孕穗期开始显著相关,在灌浆中期相关性最强且明显优于同期叶片SPAD与籽粒蛋白质含量的相关性;冬小麦籽粒蛋白产量与叶片SPAD值在小麦孕穗期至灌浆期显著相关,与SFR_G和SFR_R在小麦灌浆期显著相关;研究基于灌浆中期SPAD值及SFR_R值,构建了冬小麦籽粒蛋白质含量及籽粒蛋白产量的预测模型,其中,籽粒蛋白质含量预测模型复相关指数分别为0.426和0.497,模型标准误差分别为0.060%和0.055%,籽粒蛋白产量预测模型复相关指数分别为0.366和0.386,模型标准误差分别为125.367和123.454kg·ha-1。研究表明,利用叶片SPAD值及冠层叶绿素荧光信息,在小麦收获前进行品质的快速预测是可行的。

关键词：冬小麦氮素含量冠层氮素密度籽粒蛋白质含量 SPAD SFR

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小型农田原状土样采集机器人系统研发与测试

智能化农业装备学报（中英文） 2024年第1期5卷 12-22页

作者：闫全涛李丽霞邱权丛岳北京农学院智能科学与工程学院北京市100096 昆明理工大学现代农业工程学院云南昆明650500 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京市100097 江苏丰尚智能科技有限公司江苏扬州225100

农业机器人是农业机械领域的研究热点之一。国内外对温室/农田/果园作业(除草、施肥、喷药、采摘等)机器人移动平台的研究已取得初步成果,但对农田土样采集机器人移动平台的研究鲜有出现。在土壤的物理力学特性研究过程中,原状土壤样品... 详细信息

农业机器人是农业机械领域的研究热点之一。国内外对温室/农田/果园作业(除草、施肥、喷药、采摘等)机器人移动平台的研究已取得初步成果,但对农田土样采集机器人移动平台的研究鲜有出现。在土壤的物理力学特性研究过程中,原状土壤样品的采集是一个重要前提。如果土样的原状度无法保障,后期实验室物理力学测试分析难以得出准确的研究结果。本研究针对这一问题,研发了一台结构紧凑、通过性强、取土质量好、取土效率高的农田土壤采集机器人移动平台,给出了机械系统、控制系统设计方案,并开展了初步的田间试验研究。本研究的主要内容如下:(1)机器人移动平台本体设计方面,确定了差速转向的转向方式;进行了机械系统设计,完成了相关硬件选型分析和控制系统设计以及软件编写。移动平台轴距为960 mm、轮距为600 mm,轮毂电机功率1000 W,实现了基于调速转把和遥控手柄的移动平台协调运动控制,满足试验要求。(2)土样采集装置方面,对分段原状取土装置进行了设计。通过对比分析选用液压传动作为动力源和直压旋入式入土方式。通过理论分析确定了取土器主要技术参数,并对其入土关键部件进行有限元分析,验证了其结构参数设计的合理性。(3)通过田间试验,考察整机的移动性能和取土质量。移动性能测试试验结果表明:最大垂直越障高度80 mm,最大爬坡坡度35°。土样抗剪强度检测试验结果表明:在获取0~200 mm深度土样时,环刀法和新系统所取土样的内摩擦角方差在0.05的置信水平下,P值等于0.866;在获取0~100 mm和100~200 mm深度土样时,环刀法和取土装置所取土样的凝聚力方差在0.05的置信水平下,P值分别为0.145和0.717。取土效率对比试验结果表明:该取土装置完成一次取土仅需3~5 min。

关键词：农业机器人移动平台农田原状土样取土器

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塑料对室内和车内环境空气质量的影响

塑料工业 2024年第3期52卷 20-26页

作者：龚强路少中李国秋李连江刘晓燕王茂华国家室内车内环境及环保产品质量检验检测中心北京101102 长城汽车股份有限公司哈弗技术中心河北保定071000 北京世纪科环生态农业研究院北京101102 国家市场监督管理总局认证认可技术研究中心北京100013

本文分析了塑料产生的各类污染物(微塑料、挥发性有机化合物和气味等)对室内和车内环境带来的危害,分析了现有室内、车内空气质量标准及检测标准。现行标准体系具有局限性,未将塑料带来的有害物质(微塑料和气味等)列入对应标准限量值中... 详细信息

本文分析了塑料产生的各类污染物(微塑料、挥发性有机化合物和气味等)对室内和车内环境带来的危害,分析了现有室内、车内空气质量标准及检测标准。现行标准体系具有局限性,未将塑料带来的有害物质(微塑料和气味等)列入对应标准限量值中,本文提出了塑料在室内和车内空气质量限量值的建议,微塑料≤0.05 mg/m^(3)(重量法)、臭气浓度质量及塑料制品标准制定和更新提供参考。

关键词：微塑料室内空气质量车内空气质量挥发性有机化合物气味

“z值评价-风险评估-技术核验”统计评价模型用于低样本量能力验证——以水质监测为例

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中国环境监测 2024年第1期40卷 53-62页

作者：郑蓓张雯雯王新李红岩龚迪慧赵星中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085 农业农村部规划设计研究院北京100125

为解决低样本量下的能力验证z比分数评价结果可能偏离参加者真实能力水平的问题,建立了“z值评价-风险评估-技术核验”统计评价模型,以“一带一路”共建国家“水中铁和氟化物的检测”国际能力验证项目为例进行了验证。结果显示:样本量... 详细信息

为解决低样本量下的能力验证z比分数评价结果可能偏离参加者真实能力水平的问题,建立了“z值评价-风险评估-技术核验”统计评价模型,以“一带一路”共建国家“水中铁和氟化物的检测”国际能力验证项目为例进行了验证。结果显示:样本量为14家(低样本量)、指定值与样本真值相对误差的绝对值大于4%时,铁检测项目获得“满意”评价结果的14家参加者中,5家存在数据“不准确”中/高风险;氟化物检测项目获得“满意”评价结果的11家参加者中,7家存在数据“不准确”中/高风险。技术核验反映出的突出问题是参加者未按照检测方法的要求实施质量控制措施,标准曲线绘制、试剂配制、关键仪器参数设置记录缺失,原始记录可追溯性较差。由此证实了数据风险点的存在,同时也印证了该统计评价模型的可靠性和必要性。

关键词：能力验证低样本量指定值风险评估

SPXY算法的西瓜可溶性固形物近红外光谱检测

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光谱学与光谱分析 2019年第3期39卷 738-742页

作者：王世芳韩平崔广禄王冬刘珊珊赵跃北京农业质量标准与检测技术研究中心北京100097 北京市大兴区农业技术推广站北京102600

可溶性固形物(SSC)是一种综合参数,主要包括糖、酸、纤维素、矿物质等成分,对评价果实成熟度和品质具有重要意义,影响果实口感、风味及货架期。西瓜可溶性固形物含量的无损快速检测对西瓜成熟度的确定、贮藏及运输过程中西瓜内部品质监... 详细信息

可溶性固形物(SSC)是一种综合参数,主要包括糖、酸、纤维素、矿物质等成分,对评价果实成熟度和品质具有重要意义,影响果实口感、风味及货架期。西瓜可溶性固形物含量的无损快速检测对西瓜成熟度的确定、贮藏及运输过程中西瓜内部品质监控具有十分重要的意义,有助于提高西瓜生产效益和市场竞争力。在西瓜可溶性固形物含量的快速无损近红外光谱检测中,近红外漫透射的方式所需光源的能量大,同时大功率透射会对水果的内部品质产生影响;采用近红外漫反射方式的研究较少,但漫反射采集所需的能量小,有助于实现仪器小型便携化,成本低,同时避免透射引起的水果品质变化。以小型西瓜为研究对象,利用JDSU便携式近红外光谱仪采集西瓜样品瓜梗、瓜脐、赤道部位的近红外反射光谱,在976, 1 186和1 453 nm附近有明显的吸收,利用偏最小二乘回归定量分析方法建立西瓜可溶性固形物的近红外光谱无损预测模型。首先,采用光谱-理化值共生距离(SPXY)算法对西瓜不同检测部位的样品集进行划分,以可溶性固形物含量为y变量,光谱为x变量,利用两种变量同时计算样品间距离,以保证最大程度表征样本分布,有效地覆盖多维向量空间,增加样本间的差异性和代表性,提高模型稳定性。将西瓜样品划分为51个校正集和15个预测集,校正集样本的SSC含量涵盖了预测集样本的SSC含量范围,且变异系数均小于9%,样品集划分合理,有助于建立稳健可靠的预测模型。其次,对比分析西瓜瓜梗、瓜脐、赤道检测部位的近红外反射光谱与可溶性固形物含量之间的定量模型的预测精度,结果得出西瓜赤道部位的反射光谱与可溶性固形物含量相关性较高,预测效果较好,预测集相关系数为0.629,预测集均方根误差为0.49%。对于不同检测部位获取的光谱信息所建立的近红外光谱SSC预测模型的精度问题,一方面与光谱的采集方式有关,另一方面与西瓜的产地、品种、成熟期等因素引起的其性状上的差异有关。在模型建立过程中根据实际情况确定西瓜的检测部位。最后,为提高西瓜赤道部位近红外反射光谱与可溶性固形物含量之间的预测模型精度,采用光谱预处理方法进行优化,结果得出经标准归一化预处理后,建立的偏最小二乘回归预测模型效果最佳,预测集相关系数为0.864,预测集均方根误差为0.33%,模型相关性较好,预测精度得到了很大提升。研究结果表明,近红外反射光谱检测小型西瓜赤道部位能很好预测其可溶性固形物含量,为实际生产中近红外光谱无损快速检测西瓜可溶性固形物含量及小型便携式仪器研发提供了技术储备。

关键词：小型西瓜近红外反射光谱 SPXY算法检测部位可溶性固形物

基于太赫兹光谱技术的山核桃内部虫害检测初步研究

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光谱学与光谱分析 2014年第5期34卷 1196-1200页

作者：李斌 WANG Ning 张伟立赵春江张保华北京市农林科学院北京农业智能装备技术研究中心北京100097 Oklahoma State University Stillwater74075USA 北京市农林科学院北京农业信息技术研究中心北京100097

美洲山核桃是美国最重要的坚果之一，内部虫害是影响山核桃质量的重要因素。为了实现美洲山核桃内部虫害的有效快速、无损检测，初步探索应用太赫兹光谱技术检测山核桃虫害研究。收集山核桃样本并制作核桃仁1，2，3mm均匀厚度的切片，... 详细信息

美洲山核桃是美国最重要的坚果之一，内部虫害是影响山核桃质量的重要因素。为了实现美洲山核桃内部虫害的有效快速、无损检测，初步探索应用太赫兹光谱技术检测山核桃虫害研究。收集山核桃样本并制作核桃仁1，2，3mm均匀厚度的切片，切片大小为2cm×1cm，按照同样的尺寸制作核桃壳和核桃仁中间夹层的切片；利用太赫兹时域光谱设备采集不同切片0～2T Hz波段的太赫兹吸收光谱，并对比分析了所测切片的光谱特性；采集了活体烟草天蛾切片和干燥的山核桃虫害切片的太赫兹时域光谱，由于活体害虫的较高含水量以及太赫兹光谱对水分等极性分子的强吸收特性，与山核桃切片对比发现，活体虫害呈现非常明显的光谱吸收特性；最后，对整个山核桃样本进行了无损透射试验。研究表明，太赫兹光谱技术在检测山核桃内部虫害方面具有较好的应用潜力，为进一步认识太赫兹光谱性质，掌握样品制备方法、实验测试方法和数据获取及光学参数计算方法，应用太赫兹光谱技术开展山核桃内部虫害快速无损检测提供参考。

关键词：太赫兹山核桃无损检测内部虫害

典型设施蔬菜基地重金属的累积特征及风险评估

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中国农业科学 2017年第21期50卷 4149-4158页

作者：徐笠陆安祥田晓琴何洪巨殷敬伟北京市农林科学院北京农业质量标准与检测技术研究中心/农产品产地环境监测北京市重点实验室北京市农林科学院蔬菜研究中心

【目的】以北京市设施蔬菜基地为例,研究重金属的累积特征及其健康风险,明确不同重金属在土壤-蔬菜系统中的迁移特征,为蔬菜质量安全和设施蔬菜结构优化提供参考依据。【方法】采集北京市9个典型设施蔬菜基地的148个土壤和96个蔬菜样品... 详细信息

【目的】以北京市设施蔬菜基地为例,研究重金属的累积特征及其健康风险,明确不同重金属在土壤-蔬菜系统中的迁移特征,为蔬菜质量安全和设施蔬菜结构优化提供参考依据。【方法】采集北京市9个典型设施蔬菜基地的148个土壤和96个蔬菜样品,分析土壤和蔬菜样品中As、Cd、Cr、Hg和Pb 5种重金属的统计特征及在土壤-蔬菜系统中迁移系数,并结合美国环保署(US EPA)推荐采用的健康风险评价模型,评价由于蔬菜摄入导致的成人和儿童的健康风险。【结果】设施蔬菜基地土壤中As、Cd、Cr、Hg和Pb的平均含量分别为9.43、0.18、64.4、0.11和21.6 mg·kg-1。设施蔬菜基地蔬菜中As、Cd、Cr、Hg和Pb的平均含量分别为0.0478、0.0391、0.2785、0.0014和0.0454 mg·kg-1。总体上,蔬菜设施基地5种重金属在土壤-蔬菜中迁移能力顺序为:Cd>Hg>Cr>As>Pb。5种重金属造成的目标危害系数大小依次为:Cd>Pb>Hg>As>Cr。所有蔬菜样品中单一重金属的目标危害系数均小于1,表明单一重金属没有明显的负面影响。【结论】本研究所选设施蔬菜基地的土壤重金属(As、Cd、Cr和Hg)存在积累趋势,须重视健康风险。

关键词：土壤设施蔬菜重金属健康风险

功能纳米材料的“瘦肉精”传感检测技术研究进展

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农业工程学报 2019年第18期35卷 255-266页

作者：赵杰梁刚李安满燕靳欣欣潘立刚北京市农林科学院北京农业质量标准与检测技术研究中心北京100097 农业部农产品质量安全风险评估实验室(北京) 北京100097

“瘦肉精”系一类具有相似结构的β-肾上腺素受体激动剂化合物,曾被滥用作为动物生长促进剂,以提高胴体瘦肉率。中国虽自2010年起禁止其应用于动物养殖环节,但当前,“瘦肉精”类物质非法添加现象仍时有发生,且其替代品多、隐蔽性不断增... 详细信息

“瘦肉精”系一类具有相似结构的β-肾上腺素受体激动剂化合物,曾被滥用作为动物生长促进剂,以提高胴体瘦肉率。中国虽自2010年起禁止其应用于动物养殖环节,但当前,“瘦肉精”类物质非法添加现象仍时有发生,且其替代品多、隐蔽性不断增强对畜产品安全和人类健康仍构成极大威胁。功能纳米材料所具有的特殊结构及性质,极大地提升了现有传感检测技术的性能,使得现有传感检测技术不断朝着灵敏、高效、简便、低成本及抗干扰能力不断增强等方向发展。该文分别从金纳米材料、碳质纳米材料、量子点以及其他新型纳米材料角度出发,总结了以上纳米材料与传感检测技术相结合在“瘦肉精”检测方面的研究进展,分析了各种检测方法的优缺点,并提出了未来功能纳米材料与传感检测技术相结合需要提升的地方,为下一步开发更灵敏准确、简便易行、高通量及低成本的检测方法提供参考。

关键词：传感器纳米技术无损检测功能纳米材料瘦肉精

我国重大病虫害防控综合技术研发与示范专项顶层布局及实施进展

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植物保护学报 2024年第4期51卷 741-751页

作者：熊炜王红波张凯许璇汤启国李岩农业农村部科技发展中心北京100122 湖北省农业科学院粮食作物研究所武汉430064

重大病虫害防控是国家总体安全战略的重要组成部分,对保障国家农林生产安全、农产品质量安全和农林生态安全具有重大战略意义。重大病虫害具有突然暴发、快速流行、高度风险、严重危害以及难于控制等特点。为进一步健全农作物病虫害防... 详细信息

重大病虫害防控是国家总体安全战略的重要组成部分,对保障国家农林生产安全、农产品质量安全和农林生态安全具有重大战略意义。重大病虫害具有突然暴发、快速流行、高度风险、严重危害以及难于控制等特点。为进一步健全农作物病虫害防治体系、加强外来入侵物种管控,国家重点研发计划设立“重大病虫害防控综合技术研发与示范”重点专项,以农作物和森林草原重大病虫害防控科技创新为首要任务,旨在建立和完善重大病虫害检测预警网络,揭示区域性灾变机制,创新防控关键技术和产品,构建区域一体化综合防控技术体系等,为农林草业安全生产和绿色高质量发展提供科技支撑。该文综述了重点专项的整体布局、实施效果、科技产出和管理举措等,系统分析了基础研究、共性关键技术研发、示范推广等不同研究领域中的年度任务部署、中央财政资金分布、研究单位分布以及参与人员层次等数据,梳理总结了相关阶段性成果,以期为重大病虫害防控领域相关科研人员、推广机构、技术用户和管理部门等提供参考。

关键词：国家重点研发计划重大病虫害技术研发与示范成效